Вязкость масла для дизельного двигателя. Классы и нормативы

Большинство автомобилистов, даже начинающих, знает: вязкость – это основной параметр, по которому осуществляется подбор масла. Ниже разберёмся, что такое вязкость дизельного масла, на что влияет этот параметр и как он интерпретируется в плане реального взаимодействия с трущимися деталями.

Почему требования к дизельным моторам выше, чем к бензиновым?

Дизельные двигатели работают в более тяжёлых условиях, чем бензиновые. В камере сгорания дизельного мотора степень сжатия и, соответственно, механическая нагрузка на коленчатые валы, вкладыши, шатуны и поршни выше, чем в бензиновом моторе. Поэтому автопроизводители предъявляют особые требования к рабочим параметрам смазочных материалов для дизельных ДВС.

В первую очередь, моторное масло для дизельного двигателя должно обеспечивать надёжную защиту вкладышей, поршневых колец и стенок цилиндров от механического износа. То есть толщина масляной плёнки и её прочность должны быть достаточными, чтобы выдерживать повышенные механические нагрузки без потери смазывающих и защитных свойств.

Также дизельное масло для современных авто, ввиду массового внедрения в системы выпуска сажевых фильтров, должно обладать минимальной сульфатной зольностью. Иначе сажевый фильтр быстро забьётся твёрдыми продуктами сгорания зольного масла. Такие масла даже отдельно классифицируются по API (CI-4 и CJ-4) и ACEA (Cx и Ex).

Как правильно читать вязкость дизельного масла?

Подавляющее большинство современных масел для дизельных двигателей – всесезонные и универсальные. То есть одинаково хорошо подходят и для работы в бензиновых ДВС вне зависимости от времени года. Однако до сих пор многие нефтегазовые компании производят отдельные масла, специально разработанные для дизелей.

Вязкость масла по SAE, вопреки всеобщему заблуждению, указывает лишь на вязкостные показатели при определённых условиях. А температуру его использования класс вязкости масла ограничивает лишь косвенно. Например, дизельное масло с классом 5W-40 по SAE имеет следующие рабочие параметры:

• кинематическая вязкость при 100 °C – от 12,5 до 16,3 сСт;
• масло гарантированно прокачивается по системе насосом при отрицательной температуре до –35 °C;
• смазка гарантированно не застынет между вкладышами и шейками коленчатого вала при температуре не ниже –30 °C.

В плане вязкости масла, её маркировки по SAE и вложенного смысла различий между дизельными и бензиновыми моторами нет.

Дизельное масло с вязкостью 5W-40 позволит безопасно запустить двигатель зимой при температуре до –35 °C. Летом температура окружающего воздуха косвенно влияет на рабочую температуру мотора. Это происходит потому, что интенсивность теплоотвода с повышением температуры окружающей среды снижается. Следовательно, это влияет и на вязкость масла. Поэтому летняя часть индекса косвенно указывает на максимально допустимую температуру эксплуатации моторного масла. Для категории 5W-40 температура окружающей среды не должна превышать +40 °C.

На что влияет вязкость масла?

Вязкость дизельного масла влияет на способность смазочного материала создавать защитную плёнку на трущихся деталях и в зазорах между ними. Чем масло более густое, тем оно создает более толстую и надёжную плёнку, но и тем сложнее ему проникать в тонкие зазоры между сопрягаемыми поверхностями.

Лучший вариант при выборе вязкости масла для дизельного двигателя – это следовать инструкции по эксплуатации авто. Производитель авто как никто другой знает все тонкости конструкции мотора и понимает, какой вязкости нужна смазка.

Существует такая практика: ближе к 200-300 тысячам км пробега лить более вязкое масло, чем рекомендует производитель. В этом есть некоторый смысл. При больших пробегах детали мотора изнашиваются, и зазоры между ними увеличиваются. Более густое моторное масло поможет создать плёнку должной толщины и лучше отработает в увеличенных износом зазорах.

Автомасла и все, что нужно знать о моторных маслах

Вязкость масла для дизельных двигателей

Масла для дизельных ДВС отличается от применяемых в бензиновых агрегатах. Двигатель на дизтопливе функционирует на горючей и воздушной смеси, поэтому сильно подвержен влиянию температурных условий. Для такой системы характерен моментальный процесс формирования смеси и выгорания горючего материала, поскольку этот вид топлива полностью не выгорает в системе, и на клапанах поршней остаются отработанные газы в виде сажевых отложений. Также стоит отметить, что дизель содержит наибольший объем серных компонентов.

При выгорании топливной смеси в камере ДВС образуется давление, в результате чего сформированные газы проникают в картер. Вентиляция двигателя не способна устранять скопившийся объем выработанных отходов, а это ведет к деформации и дальнейшему износу системы ДВС.

Как правило, окисляются узлы и механизмы, ухудшаются защитные свойства жидкости и формируются грязевые отложения.

Поэтому от технических параметров, таких как вязкость, допуск и пр, зависит длительность и функциональность силовой установки. Масла для дизельных двигателей должны сохранять первоначальные характеристики и стабильность на протяжении всей эксплуатации.

Качество масла и параметры вязкости

Стандартизации и первоначальные характеристики к смазочному материалу для той или иной модели ТС должны быть обозначены изготовителем в технической инструкции. Чтобы не ошибиться с выбором по индексу вязкости, рекомендуется воспользоваться допусками к моторным маслам.

Допуски и характеристики

Чтобы проанализировать характеристики вязкости, необходимо обратиться к общепринятым нормативам. В обозначении смазочного продукта указывается вязкость по стандартизации SAE, представляющей американскую ассоциацию автоинженеров.

К примеру, жидкость для силовой установки обозначена вязкостью 5w40 по стандартизации API (американского нефтяного института), как SF/CC. Из этого следует, что буква S указывает на предназначение смазки для систем ДВС на бензиновом и дизельном топливе.

Запись через дробь обозначает, что смазочные материалы относятся к всесезонным. Последняя буква указывает на эксплуатационные характеристики (уровень качества). Каждая последующая буква демонстрирует улучшенные эксплуатационные свойства масла:

• CC – турбированные или атмосферные дизельные агрегаты, применяющиеся в сложных условиях;
• CD – дизельные моторы с турбонаддувом, работающие на сернистом топливе;
• CE – агрегаты с турбонаддувом, выпущенные после 1983 года;
• CF4 – 4-тактные двигатели, сделанные после 1990 года;
• GG4 – силовые агрегаты с улучшенными эксплуатационными характеристиками и требованиями к токсичности.

Большой объем смазочной продукции категории CA, CB уже не встречаются в продаже, а CF2, CD11 допускаются для 2-тактных дизельных моторов.

Моторные масла допускаются не только по классификации API, но и по стандартизации ACEA, европейской ассоциации автомобильных изготовителей. Поскольку речь идет о дизельных моторах, то для них используется следующая классификация:

• E1 – грузовые ТС с турбированными агрегатами, эксплуатирующиеся в сложных условиях;
• E2 – авто с улучшенными эксплуатационными свойствами дизельного мотора;
• E3 – авто с турбированными движками, работающие в самых трудных условиях (экстра-класс);
• B1 – авто с моторами на дизельном топливе без турбины;
• B2 – ТС с турбированными или атмосферными агрегатами;
• B3 – ТС с турбиной или без нее категория экстра.

Для модифицированных силовых установок без турбины рекомендуется заливать смазочные материалы по категории CD API или B1 по ACEA. Если речь идет о турбо дизельных агрегатах, сделанных после 1990 года, то для них следует применять смазки CE или B2.

Чем больше требований к маслам для турбированных двигателей, тем сложнее условия эксплуатации и потенциальные нагрузки на механизмы ДВС. Благодаря этим требованиям производители создают моторные жидкости, обеспечивающие длительную и функциональную работоспособность турбокомпрессора.

Сезонность

От индекса вязкости зависит применение масла в тех или иных климатических и температурных условиях. Согласно общепринятой стандартизации SAE, моторные жидкости принято разделять на три группы:

Наибольшей вязкостью обладают летние смазки, обозначающиеся в виде числовых символов SAE 30, 40, 50. Зимние масла обозначаются латинской буквой W.

Внесезонные жидкости обозначают буквенными и числовыми символами, так как они обладают эксплуатационными свойствами указанных масел, например, 10w40 или 5w30.

Однако далеко не любая всесезонная смазка рекомендована для агрегата на дизельном топливе. К примеру, моторная смазка с индексом вязкости 10w30 обеспечивает быстрый запуск силовой установки в морозную погоду.

Однако в модифицированные ДВС такое масло не рекомендуется заливать, поскольку обладает низкой текучестью, за счет чего ухудшает противоизносные свойства. Параметры плотности и нормативы качества обычно указываются производителями в технической инструкции управления ТС.

Поэтому рекомендуется соблюдать нормативы к моторным смазкам для обеспечения функциональной работы двигателя.

Вязкость

Сегодня авторынки и специализированные магазины предлагают разнообразный ассортимент смазок, отличающихся параметрами вязкости и классами.

Любой смазочный материл для двигателя на дизельном или бензиновом топливе создан на базе сырья из нефтепродуктов. Смазки для систем ДВС классифицируются по стандартизации SAE, а на упаковках обозначаются маркировки 5w40, 10w30, 15w40, 20w50.

Эти показатели определяют уровень и скорость прокачки моторной жидкости по насосам в системе ДВС. Кроме того, вязкость смазки влияет на ее циркуляцию и поступление к трущимся деталям, расход заряда АКБ и сопротивление коленвала при холодном пуске. В дизельных системах ДВС могут использоваться автомасла с такой вязкостью:

Чем ниже числовой показатель, тем меньше плотность смазочного материала. Цифра, которая следует после латинской буквы w, обозначает температурный индекс вязкости в летних условиях.

К примеру, смазка 15w40 может быть использована для силовой установки на дизельном топливе при температурных условиях от -15/-20°C до +30/-35°C. Таким образом, классы соответствуют параметрам вязкости моторной жидкости после разогрева двигателя и его выхода на оптимальные показатели температур.

Укажем, что идентичные классы вязкости могут быть как у синтетического, так и минерального продукта. Однако для автомобилей на дизельном топливе рекомендуется использовать синтетические масла с вязкостью 5w40, 10w40, 15w40. В регионах, где наблюдается жаркий летний климат, рекомендуется лить 20w50.

Рекомендации по выбору масла в дизельные ДВС

Если автомобиль имеет сравнительно небольшой пробег и пока что на гарантийном обслуживании, то заливать и менять автомасло следует в дилерских центрах станций ТО. Смазочный продукт необходимо выбирать в соответствии с нормами и допусками от производителя авто по классификациям ACEA, SAE, API.

При выборе индекса вязкости следует акцентировать внимание на температурных условиях конкретного региона, в котором будет эксплуатироваться автомобиль. Для северных зон рекомендуется использовать смазку с индексом 5w40, 0w20. В умеренных климатических зонах в движок можно заливать масла 10w40.

В южных зонах с теплым климатом необходимо заливать более вязкие смазочные материалы, устойчивые к жаркой погоде, такие как 15w40. Для изношенных и старых ДВС можно использовать смазку с вязкостью 20w50. Если мотор еще не подвержен износу, то лучше залить менее вязкую смазку 5w40.

Автомасла и все, что нужно знать о моторных маслах

Кинематическая вязкость масла

При выборе смазочных материалов большое внимание уделяется их характеристикам. Одним из основных показателей, который влияет на работу узлов транспортных средств и оборудования, является вязкость. Именно этот показатель определяет способность различных видов техники работать при различных климатических условиях.

Немного о вязкости смазочных жидкостей

Вязкость определяется сопротивляемостью жидких материалов течению под различными воздействиями, в частности, силы тяжести. Если сравнивать различные жидкости, к примеру, пчелиный мед и воду, можно заметить, что первая течет гораздо хуже. Вязкость можно рассматривать с точки зрения умения жидкого материала сопротивляться сдвигу частей друг относительно друга или смещению слоя жидкости относительно поверхности деталей во время их совместного передвижения.

В механике сплошных сред различаются две величины вязкости: кинематическая и динамическая.

Динамическая (ДВМ) представляет собой отношение усилия, которое прикладывается к жидкому материалу, к степени искажения. Она измеряется в Па∙с или в Пуазах.

Что такое кинематическая вязкость моторного масла?
Она определяется отношением динамической величины к плотности среды при одинаковой температуре. Этот показатель можно получить, измерив время вытекания определенного объема через калиброванное отверстие под воздействием силы тяжести. Измерить индекс позволяет устройство, называемое вискозиметром. Если рассматривается кинематическая вязкость масла: в чем измеряется величина? В различных системах для этого используется несколько единиц: м²/с, стокс, градус Энглера.

Рис.1. Единицы измерения кинематической вязкости масла.

Для определения вязкости выпускается несколько видов приборов. Выбор вискозиметра определяется условиями использования. Устройство может применяться в лабораторных условиях, а также для постоянного контроля состояния жидких материалов. Это часто требуется в производственном процессе. Кроме этого, температурные показатели веществ также могут различаться. Сегодня производится оборудование для работы в температурном режиме минус 50. плюс 2000 градусов.

Чтобы определиться с оптимальным вискозиметром, следует учитывать несколько критериев:

• необходимую точность замеров;
• диапазон измерений;
• условия эксплуатации прибора.

Приборы для определения кинематической вязкости масел (КВМ):

• Капиллярные. Этот тип оборудования позволяет определить время, за которое установленный объем жидкого вещества сможет преодолеть капилляр.
• Ротационные. В данном устройстве жидкость, у которой определяется вязкость, размещена между цилиндрами. От одного из них, вращающегося с определенной скоростью, вращательный момент передается через жидкий материал второму, изначально статичному. Показатель вязкости среды оценивается по вращающему моменту второго цилиндрического звена прибора.
• С движущимся шарообразным телом. Показатель вязкости среды оценивается по расстоянию, которое способен пройти шар, помещенный в жидкое вещество.
• Пузырьковые. Устройства этого типа предназначены для оценки перемещения газа в жидком материале.
• Ультразвуковые. Для определения вязкости исследуются импульсы, испускаемые зондом (время их затухания).
• Вибрационные. В этом оборудовании в жидкую среду опускается зонд, который начинает вибрировать. Определение кинематической вязкости масла проводится посредством оценки степени затухания его колебаний.

Виды смазочных жидкостей, их вязкость

Используемые сегодня в промышленности и быту смазки подразделяются на несколько типов в зависимости от их назначения.

Категории смазочных материалов:

• масло для силовых агрегатов транспортных средств;
• жидкость для трансмиссии;
• смазка для турбин;
• индустриальные материалы;
• жидкости общего назначения, в том числе, трансформаторное, компрессорное, холодильное масло и др.

Вязкость выступает в качестве одной из наиболее важных характеристик смазки любого типа. Она в первую очередь определяет размер и надежность масляной пленки, которая создается между сопряженными узлами. Жидкость с большим показателем позволяет образовать пленочное покрытие, которое в состоянии выдержать большие нагрузки и минимизировать контакт взаимно двигающихся деталей. От этого зависит износ агрегатов и, соответственно, их эксплуатационный ресурс. Кинематическая вязкость трансформаторного масла, моторной смазки и других типов жидкостей при их выборе оценивается в первую очередь.

Рис.2. Характеристики, в том числе, кинематическая вязкость трансформаторного масла.

Рис.3. Кинематическая вязкость гидравлического масла популярных марок.

Рис. 4. Кинематическая вязкость трансмиссионного масла разных производителей.

Однако в первую очередь для потребителя имеют значение характеристики моторного масла, так как количество автовладельцев постоянно растет, а эту жидкость приходится менять не реже одного раза в год, в противном случае работоспособность силового агрегата будет под угрозой.

Вязкость моторного масла

Вязкость относится к основным характеристикам смазочной жидкости, определяющим ее способность обеспечивать нормальную работу мотора при различных температурных режимах.

Рис 5. Кинематическая вязкость масел: таблица характеристик (при 100 градусах) жидкостей разного класса вязкости по SAE.

КВМ применительно к моторной жидкости отображает степень его текучести при различных температурных значениях:

• нормальных (+40 градусов);
• повышенных (+100 градусов);
• критических (+150 градусов).

Важно! По стандарту ее достаточно измерить при 40 и 100 градусах по Цельсию.

Измерение показателя осуществляется посредством капиллярного вискозиметра. Он фиксирует время, нужное для вытекания масляной среды при установленных показателях температуры. Эти значения выбираются не случайно. Они позволяют оценить, как будет вести себя смазка в разных условиях эксплуатации и динамику изменения параметров.

Если рассматривается вязкость кинематическая масла: что означают цифры? В данном случае — все просто. Чем больше эта величина, тем масло более густое, чем ниже — тем оно жиже.

Важно! Показатели динамической и кинематической вязкости у разных по плотности моторных смазок отличаются. Парафиновые материалы характеризуются более высоким значением КВМ (на 16. 22% выше ДВМ), в то время как нафтеновые жидкости демонстрируют меньшую разницу (кинематическая величина больше на 9. 15%).

В основном потеря характеристик моторных смазок происходит из-за действия повышенных температурных значений. Изменение вязкости приводит к истончению маслянистой пленки, образовавшейся на поверхности сопряженных деталей. Потребителю особенно интересно узнать, как изменяются свойства жидкостей при температуре в 100 градусов. Если рассматривается кинематическая вязкость масла при 100: какая лучше смазка, позволило определить проведенное тестирование. При этом испытание прошел не только свежий материал, но и искусственно состаренный.

Рис. 6. Результат испытаний масла разных производителей при температуре в 100 градусов.

Из таблицы наглядно видно, вязкость каких смазок претерпела значительные изменения.

Нюансы выбора моторного масла для автомобилей

При выборе смазочной жидкости в первую очередь необходимо ориентироваться на рекомендации производителя транспортного средства, условия эксплуатации авто и его состояние.

Детали силовых агрегатов, из которых состоит мотор, имеют между собой зазоры. У новых двигателей они минимальны. В связи с этим в такие агрегаты нужно заливать жидкости с меньшей вязкостью, иначе их узлы будут работать под большой нагрузкой, что может привести к перегреву. В старых двигателях зазоры между элементами увеличены. В них должны использоваться более густые материалы, в противном случае тонкая пленка будет иметь разрывы и износа комплектующих не избежать.

Если говорить о вязкости — она не может быть хуже или лучше. Она просто может подходить или нет для определенного двигателя.

Нужно отметить, что КВМ у различных типов смазки отличается. Если рассматривать минеральное масло: кинематическая вязкость этого материала выше. И она больше подвержена изменению при различных условиях эксплуатации. Что касается синтетической смазки, при снижении температурных значений вязкость жидкости увеличивается минимально. Это самым положительным образом отражается на текучести и запуске автомобиля в холод.

Однако нужно понимать, что при выборе масла нельзя ориентироваться исключительно на его вязкостные характеристики. Например, если рассматривать масло Маннол Элит: кинематическая вязкость этого продукта полностью соответствует стандарту SAE, однако кроме этого показателя нужно оценивать и выделение при эксплуатации серы, цинка и фосфора, а также температуру вспышки, которые могут стать препятствием для применения в силовых агрегатах определенных транспортных средств, особенно в современных моделях, оснащенных катализаторами, и в авто, эксплуатирующихся под высокими нагрузками.

В быту измерить коэффициент кинематической вязкости масла обычно затруднительно. Однако есть достаточно несложная методика определения необходимости замены жидкости вследствие снижения ее характеристик. Для этого нужно иметь некоторое количество неиспользованной смазки (она обычно остается в канистре после замены).

Технология проведения работ:

• нужно подготовить одинаковое количество свежего и залитого в мотор (его можно откачать при помощи шприца) масла;
• в вертикальном положении подвешивается воронка, имеющая отверстие диаметром 1-2 мм;
• через воронку вливаются поочередно оба образца смазочного материала;
• измеряется количество капель, упавших за определенное время;
• определяется разница значений.

Если разница составляет более 25%, масло нужно сменить.